VOCs種類繁多,來源也十分廣泛,成分復(fù)雜,常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、干洗、噴涂、化工等生產(chǎn)或使用有機溶劑的行業(yè)都會產(chǎn)生VOsC排放。即使同一物質(zhì),由于風量不同、濃度不同,所需技術(shù)路線也不一樣。當前VOCs處理方法有數(shù)十種,VOCs的末端處理技術(shù)包含兩類,**類是非破壞性方法,即采用物理方法將VOCs回收;**類是通過生化反應(yīng)將VOCs氧化分解為無毒或低毒物質(zhì)的破壞性方法。具體方法上,前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃燒法。后者有生物法、膜技術(shù)、光催化降解和等離子技術(shù)。
為了提高熱利用效率,降低設(shè)備的運行費用,近年來發(fā)展了蓄熱式熱力焚燒技術(shù)(RTO)和蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)。RTO和RCO技術(shù)換熱效率高,可以在VOCs較低濃度下使用,近年來得到了廣泛應(yīng)用。
催化燃燒法是在催化劑的作用下,將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是凈化碳氫化合物廢氣,消除惡臭的有效手段之一。RCO技術(shù)已成為VOCs控制的主流技術(shù)。但關(guān)鍵問題在于如何提高催化劑的活性和穩(wěn)定性,提高催化劑適用性,以及降低催化劑成本。
催化燃燒裝置(RCO)
RCO,是指蓄熱式催化燃燒法,英文名為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”。
催化燃燒法是在催化劑的作用下,將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是凈化碳氫化合物廢氣,消除惡臭的有效手段之一。
RCO作用原理是:**步是催化劑對VOC分子的吸附,提高了反應(yīng)物的濃度,**步是催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能,提高了反應(yīng)速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度下,發(fā)生無氧燃燒,分解成CO2和H2O放出大量的熱,與直接燃燒相比,具有起燃溫度低,能耗小的特點,某些情況下達到起燃溫度后無需外界供熱,反應(yīng)溫度在200-400℃。
催化燃燒催化劑
貴金屬催化劑:
Pt,Pd,Rh等貴金屬催化劑,是*成熟、 工業(yè)應(yīng)用*廣泛的;特點:活性高,選擇性好。
過渡金屬氧化物催化劑:
非貴金屬及其氧化物Mn、Cu、Cr、Ni、Ce、Zr 等及其氧化物或復(fù)合氧化物催化劑。主要特點是:成本低、制備簡單、針對一些特殊污染物有較高的活性。目前已有較成熟的Cu-Mn-O催化劑在工業(yè)中應(yīng)用,但是范圍不廣。
催化劑作用特點
催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速度,但它本身并不進入化學(xué)反應(yīng)的計量。
催化劑對反應(yīng)具有選擇性,即催化劑對反應(yīng)類型、反應(yīng)方向和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)具有選擇性。
催化劑只能加速熱力學(xué)上可能進行的化學(xué)反應(yīng),而不能加速熱力學(xué)上無法進行的反應(yīng)。
催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速度,而不能改變化學(xué)平衡的位置。
催化劑不改變化學(xué)平衡,意味著對正方向有效的催化劑,對反方向的反應(yīng)也有效。
貴金屬催化劑組成
催化劑的組成結(jié)構(gòu)及失活
VOCs催化燃燒法凈化性能
催化燃燒-應(yīng)用前提
1、廢氣中粉塵、顆粒物比較多時要進行預(yù)處理。
2、廢氣中不含硅、 砷、重金屬等導(dǎo)致催化劑中毒成分。
3、廢氣中鹵素、硫、磷等成分濃度不宜過高。
4、廢氣中不含粘性物質(zhì)。
5、廢氣濃度相對穩(wěn)定。
催化燃燒-應(yīng)用范圍
催化燃燒-應(yīng)用效果
**性能:
(1)嚴謹?shù)南到y(tǒng)設(shè)計,針對多種工況條件均設(shè)計相應(yīng)的應(yīng)對措施。
(2)低溫、無焰燃燒降低明火的各種風險。
(3)長期、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化效率保障廢氣組分濃度的一致性,能夠保障防爆措施的有效性。
高效性能:
(1)定制化的催化劑設(shè)計,合理的催化劑載體選型,有效的布置結(jié)構(gòu),充分提升催化劑的理論轉(zhuǎn)化效率。
(2)嚴謹?shù)拇呋D(zhuǎn)化裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計,合理的氣流分布,適宜的保溫措施,充分保障催化床反應(yīng)溫度,有效保證轉(zhuǎn)化效率一致性。
經(jīng)濟性能
●催化劑價格(元/L)
=載體價格+貴金屬價格+涂層價格+加工費
●載體價格和貴金屬價格相對透明,>100元/L
●涂層價格+加工費=涂覆費用,>100元/L
●嚴謹?shù)拇呋D(zhuǎn)化裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計,簡潔高效,保證催化燃燒的科學(xué)性。
經(jīng)濟性能:催化燃燒和熱力燃燒對比
據(jù)VOCs前沿(vocs99)了解,國內(nèi)目前昆明貴研催化劑公司已成功實現(xiàn)了SPMC貴金屬循環(huán)回收再利用技術(shù)。
VOCs催化燃燒裝置
國內(nèi)外工程化應(yīng)用的VOCs廢氣催化燃燒工藝主要有:蓄熱式催化燃燒、熱回收式催化燃燒、直燃式催化燃燒、吸附濃縮-催化燃燒四類。
直燃式催化燃燒裝置示意圖
蓄熱式催化燃燒裝置示意圖
催化燃燒裝置關(guān)鍵部件
專家觀點:有名VOCs治理專家,解放軍防化研究院研究員欒志強在中國環(huán)境報專訪中介紹說:燃燒技術(shù)是較為有效和徹底的VOCs治理技術(shù);催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)是*為普遍的VOCs燃燒治理技術(shù),也是目前VOCs治理較為有效和徹底的治理技術(shù)。
欒志強認為,無論是熱力焚燒法還是催化燃燒法都需要將廢氣加熱到相應(yīng)可燃的溫度。如果廢氣中有機物的濃度較高,廢氣燃燒后產(chǎn)生的熱量可以維持有機物分解所需要的反應(yīng)溫度,采用燃燒法是一種經(jīng)濟可行的方法。當廢氣中有機物濃度較低時,由于傳統(tǒng)的催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)換熱效率低,需要大量耗能,治理設(shè)備運行費用較高。為了提高熱利用效率,降低設(shè)備的運行費用,近年來發(fā)展了蓄熱式熱力焚燒技術(shù)(RTO)和蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)。RTO和RCO技術(shù)換熱效率高,可以在VOCs較低濃度下使用,近年來得到了廣泛應(yīng)用。
VOCs前沿微信公眾平臺(vocs99)結(jié)語:催化燃燒RCO技術(shù)已成為VOCs控制的主流技術(shù)。但關(guān)鍵問題在于如何提高催化劑的活性和穩(wěn)定性,提高催化劑適用性,以及降低催化劑成本。
聯(lián)系客服